一种阻燃三元乙丙橡胶发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阻燃三元乙丙橡胶发泡材料及其制备方法。该材料主要由以下以重量份计的原料制成：100份三元乙丙橡胶、10~35份环烷油、10~30份炭黑、5~20份有机磷阻燃剂、10~25份壳聚糖、10~45份水滑石、0.5~1.5份硬酯酸、1.0~3.5份氧化锌、4.0~8.5份硫磺、2.0~4.5份二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）、1.0~3.5份2、2'-二硫代二苯并噻唑（DM）、1.5~4.5份偶氮二甲酰胺（AC）。本发明专利技术所述的阻燃三元乙丙橡胶发泡材料具有无卤、阻燃性能好、综合性能优异等特点，适用于建筑保温、汽车配件、防水材料、电线电缆、空调制冷、军工器械等行业的使用。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃三元乙丙橡胶发泡材料及其制备方法
本专利技术涉及一种发泡材料，特别涉及一种阻燃三元乙丙橡胶发泡材料及其制备方法。
技术介绍
建筑是二氧化碳排放的主要部门，其能耗约占社会总能耗的1/3，因此为实现2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降40%-45%的目标，建筑节能目标的贯彻落实举足轻重，是实现我国“低碳经济”的重要举措。“十二五”期间，全国城镇累计新建建筑面积将达到40亿-50亿平方米，同时我国既有建筑达430多亿平方米，95%属于高能耗建筑。我国单位建筑能耗是同纬度西欧和北美国家的2-3倍。据估算，北方地区超过20亿平方米的既有建筑需进行节能改造。不管是新增建筑还是既有建筑改造，大量的墙体保温需求都将造就一个巨大的墙体保温材料市场。目前主要的墙体保温材料主要是岩棉、玻璃棉等无机材料和酚醛树脂、硬泡聚氨酯、可发性聚苯乙烯（EPS）、挤塑聚苯乙烯（XPS）等有机材料。岩棉防火性能最好，但保温性能最差；EPS和XPS保温性能稍好于岩棉，但防火性能最差。由于EPS、XPS价格低，占据我国建筑外墙保温市场总量的70%。三元乙丙橡胶（EPDM）发泡板材具有优异的化学稳定性能、良好的电绝缘性能、耐老化性能和防水性能等，作为新型、环保型墙体保温材料，将逐步取代传统的墙体保温材料。以EPDM为主要原料，配以各种优质辅助材料，经硫化、发泡而成的橡胶发泡板材，具有使用寿命长、导热系数低、用料薄、省空间、橡胶发泡板材密度小，质量轻等优点。但EPDM发泡材料同大多数有机高分子材料一样，容易燃烧，且放热量大、发烟量大，并释放有毒气体，造成对环境严重的危害。由于其在使用过程中直接或间接引发的火灾，对人类社会的公共安全带来了巨大威胁，因此改善EPDM发泡材料的阻燃性能已成为一个极需解决的社会课题，同时也能拓宽其在建筑保温、汽车配件、防水材料、电线电缆、空调制冷、军工器械等行业的应用。传统阻燃剂在防止和减少火灾的方面取得很大成效，但随着环境保护要求的提高，功能单一、效率偏低以及易引发二次公害的阻燃剂，已难以适应目前高分子材料工业的发展需要。无卤阻燃是当今阻燃研究和应用领域热点之一，也符合环保和可持续发展的要求。特别是2003年欧盟《ROHS》及《WEEE》两个指令的颁布，2006年我国电子信息产品污染防治管理办法的公布，更大大推进了阻燃高分子材料无卤化、绿色化的进程。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷，提供一种阻燃三元乙丙橡胶发泡材料。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阻燃三元乙丙橡胶发泡材料，该材料主要由以下以重量份计的原料制成：100份三元乙丙橡胶、10~35份环烷油、10~30份炭黑、5~20份有机磷阻燃剂、10~25份壳聚糖、10~45份水滑石、0.5~1.5份硬酯酸、1.0~3.5份氧化锌、4.0~8.5份硫磺、2.0~4.5份二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）、1.0~3.5份2、2'-二硫代二苯并噻唑（DM）、1.5~4.5份偶氮二甲酰胺（AC）。作为优选，所述的有机磷阻燃剂选自磷酸三苯酯、磷酸三（二甲苯）酯、磷酸三乙酯、乙基磷酸二乙酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯。一种所述的阻燃三元乙丙橡胶发泡材料的制备方法，包括如下步骤：（1）根据配比将原料机械混合后，制得三元乙丙橡胶共混物；（2）所述三元乙丙橡胶共混物经硫化发泡后，制得阻燃三元乙丙橡胶发泡材料。作为优选，步骤（1）具体为：将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机上塑炼5分钟，分别加入环烷油、炭黑、有机磷阻燃剂、壳聚糖、水滑石、硬酯酸、氧化锌混炼8分钟，再加入硫磺、TMTD、DM、AC混合均匀，薄通8次后下片，制得三元乙丙橡胶共混物。作为优选，步骤（2）所述的硫化发泡方法为：将步骤（1）制得的三元乙丙橡胶共混物置于平板硫化机中硫化发泡，硫化发泡温度为160~190℃，硫化发泡时间为3~12分钟，模压为1~10MPa。与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在如下几方面：1、本专利技术的阻燃三元乙丙橡胶发泡材料，采用无卤阻燃体系，减少了材料使用过程中的“二次危害”；2、本专利技术的阻燃三元乙丙橡胶发泡材料，所用有机磷阻燃剂为液态，具有阻燃增塑双重功能，并可代替卤化系阻燃剂；所用无机阻燃剂为水滑石，对基体材料阻燃的同时，能提高基体材料的机械强度；以壳聚糖作为膨胀阻燃体系的气源和炭源，减少了小分子阻燃剂的使用量，有利于材料综合性能的提高；3、本专利技术阻燃三元乙丙橡胶发泡材料利用了膨胀阻燃剂-水滑石协同阻燃体系，很大程度上提高阻燃剂的阻燃效率，减少其使用量；4、本专利技术所述的阻燃三元乙丙橡胶发泡材料具有无卤、阻燃性能好、综合性能优异等特点，适用于建筑保温、汽车配件、防水材料、电线电缆、空调制冷、军工器械等行业的使用。本专利技术所述的阻燃三元乙丙橡胶发泡材料不含卤素、性能优异、适用范围广、符合环保要求。具体实施方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本专利技术的实施并不局限于下面的实施例，对本专利技术所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本专利技术保护范围。在本专利技术中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。实施例1将100份三元乙丙橡胶放入双辊混炼机上塑炼5分钟，再加入10份环烷油、30份炭黑、20份磷酸三苯酯、25份壳聚糖、10份水滑石、0.5份硬酯酸、1.0份氧化锌混炼8分钟，再加入4.0份硫磺、2.0份TMTD、1.0份DM、4.5份AC混合均匀，薄通8次后下片，制得三元乙丙橡胶共混物。再将三元乙丙橡胶共混物置于平板硫化机中，在温度为160℃，模压为10MPa条件下，硫化发泡12分钟，制得阻燃三元乙丙橡胶发泡材料，测得该阻燃材料的极限氧指数为28.7%。实施例2阻燃三元乙丙橡胶发泡材料的制备操作同实施例1。阻燃三元乙丙橡胶发泡材料的配方为100份三元乙丙橡胶、35份环烷油、30份炭黑、5份磷酸三辛酯、10份壳聚糖、45份水滑石、1.5份硬酯酸、3.5份氧化锌、8.5份硫磺、4.5份TMTD、3.5份DM、1.5份AC，硫化发泡温度为190℃，硫化发泡时间为3分钟，模压为1MPa，测得阻燃三元乙丙橡胶发泡材料的极限氧指数为26.2%。实施例3阻燃三元乙丙橡胶发泡材料的制备操作同实施例1。阻燃三元乙丙橡胶发泡材料的配方为100份三元乙丙橡胶、15份环烷油、20份炭黑、10份磷酸三异丙苯酯、20份壳聚糖、15份水滑石、1.0份硬酯酸、2.0份氧化锌、5.5份硫磺、2.5份TMTD、1.5份DM、2.5份AC，硫化发泡温度为180℃，硫化发泡时间为6分钟，模压为3MPa，测得阻燃三元乙丙橡胶发泡材料的极限氧指数为28.7%。实施例4阻燃三元乙丙橡胶发泡材料的制备操作同实施例1。阻燃三元乙丙橡胶发泡材料的配方为100份三元乙丙橡胶、20份环烷油、15份炭黑、20份磷酸三乙酯、25份壳聚糖、35份水滑石、1.5份硬酯酸、3.0份氧化锌、6.5份硫磺、2.0份TMTD、1.0份DM、3.5份AC，硫化发泡温度为170℃，硫化发泡时间为8分钟，模压为5MPa，测得阻燃三元乙丙橡胶发泡材料的极限氧指数为30.5%。实施例5阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃三元乙丙橡胶发泡材料，其特征在于该材料主要由以下以重量份计的原料制成： 100份三元乙丙橡胶、10~35份环烷油、10~30份炭黑、5~20份有机磷阻燃剂、10~25份壳聚糖、10~45份水滑石、0.5~1.5份硬酯酸、1.0~3.5份氧化锌、4.0~8.5份硫磺、2.0~4.5份二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）、1.0~3.5份2、2'‑二硫代二苯并噻唑（DM）、1.5~4.5份偶氮二甲酰胺（AC）。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃三元乙丙橡胶发泡材料，其特征在于该材料主要由以下以重量份计的原料制成：100份三元乙丙橡胶、10~35份环烷油、10~30份炭黑、5~20份有机磷阻燃剂、10~25份壳聚糖、10~45份水滑石、0.5~1.5份硬酯酸、1.0~3.5份氧化锌、4.0~8.5份硫磺、2.0~4.5份二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）、1.0~3.5份2、2'-二硫代二苯并噻唑（DM）、1.5~4.5份偶氮二甲酰胺（AC）。2.根据权利要求1所述的阻燃三元乙丙橡胶发泡材料，其特征在于：所述的有机磷阻燃剂选自磷酸三苯酯、磷酸三（二甲苯）酯、磷酸三乙酯、乙基磷酸二乙酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯。3.一种权利要求1所述的阻燃三元乙丙橡胶发泡材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘义林，黄国波，项军伟，
申请(专利权)人：浙江百纳橡塑设备有限公司，台州学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33